時(shí) 宇

(1.清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系，北京 100084； 2.清華大學(xué)熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084)

當(dāng)今社會(huì)人口與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)會(huì)提高能源消耗，而所需能源的很大一部分依然由化石能源提供?；茉吹氖褂脮?huì)增加碳足跡，帶來(lái)很多環(huán)境問(wèn)題，人類亟需尋求能夠替代化石燃料的可再生清潔能源。生物質(zhì)能具有碳中性，來(lái)源廣泛，是惟一能夠制取化學(xué)品和液體運(yùn)輸燃料的可再生有機(jī)碳來(lái)源，其高值化的利用對(duì)于環(huán)境保護(hù)及能源安全均具有重要意義[1-2]。我國(guó)是具有豐富生物質(zhì)資源的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國(guó)，發(fā)展可以替代石油基的生物質(zhì)液體燃料油與化學(xué)品等高端產(chǎn)品，有助于從根本上緩解我國(guó)石油短缺的局面以及保障國(guó)家的能源安全，符合我國(guó)能源戰(zhàn)略需求[3-5]。熱解是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中最有前途的熱轉(zhuǎn)化技術(shù)之一，以快速熱解為核心的生物煉制技術(shù)近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。生物質(zhì)快速熱解制備生物油是指原料在中溫(400～650)℃及惰性氣氛下，采用快速升溫(>1 000 ℃·S-1)與很短停留時(shí)間[(1～5) s]，發(fā)生熱裂解反應(yīng)，然后將熱解產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物快速冷凝，制備得到液體燃料油[2，6]，這是高效利用生物質(zhì)能源的方式之一。但是生物質(zhì)快速熱解制得的液體燃料油組分非常復(fù)雜，且具有高氧含量、低熱值(比燃料油低約40%～50%)、酸性和腐蝕性、熱不穩(wěn)定性和高黏度、高含水量(25%～30%)等不足，極大限制了其直接作為燃料油或燃料添加劑應(yīng)用于現(xiàn)有的熱力設(shè)備[2，7-9]。由于生物油具有以上缺點(diǎn)，為了提高熱解制備的生物油品質(zhì)，催化熱解技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文綜述生物質(zhì)熱解催化劑失活的研究進(jìn)展。

1 生物質(zhì)催化熱解技術(shù)

熱解的生物油和原油的組分特征如表1所示。

表1 生物油和原油的特征對(duì)比[10]Table 1 Bio-oil vs.crude oil characteristics[10]

生物質(zhì)催化熱解是指在生物質(zhì)熱解的同時(shí)對(duì)熱解蒸氣進(jìn)行品質(zhì)提升，將各種具有深度脫氧活性的催化劑引入快速熱解過(guò)程中，從源頭對(duì)各種熱解路徑進(jìn)行調(diào)控，選擇性地調(diào)變各組分比例，增加熱解產(chǎn)物附加值。與生物質(zhì)制備生物油，然后對(duì)生物油進(jìn)行品質(zhì)提升相比，催化熱解減少了高能耗的生物油冷凝/再蒸發(fā)過(guò)程，能量利用效率高。由于制油和提質(zhì)在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成，因此還具有工藝簡(jiǎn)單、占地小、運(yùn)行和投資成本低等優(yōu)點(diǎn)[11-12]。生物質(zhì)催化熱解過(guò)程中催化劑可直接與生物質(zhì)原料混合，也可只與熱解蒸氣混合。催化劑直接與原料在熱解反應(yīng)器中混合的過(guò)程稱為原位催化熱解，而催化劑只和熱解蒸氣接觸的過(guò)程稱為非原位催化熱解，如圖1所示。在生物質(zhì)熱解過(guò)程中，加入合適的催化劑，可以促進(jìn)熱解過(guò)程中所產(chǎn)生的某些中間產(chǎn)物的二次反應(yīng)，以提高目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率。催化劑的加入可以H2O、CO2或CO的形式脫除熱解過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物分子中的氧，使得熱解生物油中目標(biāo)組分的轉(zhuǎn)化率和選擇性均得到大幅提升[13-14]。

圖1 原位催化熱解和非原位催化熱解示意圖Figure 1 Schematic diagram of in-situ catalytic pyrolysis and ex-situ catalytic pyrolysis

生物質(zhì)催化熱解制備高品質(zhì)生物油具有良好的應(yīng)用前景，是其高值化利用的一條有效途徑，得到了廣泛研究。但由于其催化熱解機(jī)理復(fù)雜，對(duì)目標(biāo)化合物的產(chǎn)率和選擇性產(chǎn)生影響的因素眾多，其熱解催化劑易因積炭、中毒等原因失活，成為目前生物質(zhì)催化熱解研究面臨的挑戰(zhàn)和瓶頸。因此，對(duì)生物質(zhì)熱解催化劑的失活過(guò)程及原因進(jìn)行系統(tǒng)研究，對(duì)于高活性和穩(wěn)定性的生物質(zhì)熱解催化劑的開發(fā)及生物質(zhì)催化熱解技術(shù)更快的工業(yè)化推廣應(yīng)用具有重要意義。

2 生物質(zhì)熱解催化劑失活

催化劑失活是指催化劑的活性和產(chǎn)物選擇性隨反應(yīng)的進(jìn)行逐漸降低[15-16]。生物質(zhì)催化快速熱解過(guò)程中會(huì)因?yàn)闊峤猱a(chǎn)生的積炭聚合物的沉積、熱解生物質(zhì)原料中的堿金屬、堿土金屬等雜質(zhì)組分使得催化劑中毒、催化劑結(jié)構(gòu)的水熱破壞和負(fù)載型催化劑活性組分的燒結(jié)等對(duì)催化劑性能產(chǎn)生可逆和不可逆的破壞。生物質(zhì)催化熱解催化劑的快速失活是該技術(shù)工業(yè)化推廣應(yīng)用的主要障礙之一。

2.1 催化劑積炭失活

在生物質(zhì)催化熱解反應(yīng)過(guò)程中，生物質(zhì)原料首先解聚并裂解成含氧的不同種類化合物，然后在催化劑作用下，通過(guò)裂解、脫水、脫羧和脫羰等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物[6，17]。分子篩是生物質(zhì)催化熱解過(guò)程中最常選用的催化劑，由于其表面的強(qiáng)酸性位點(diǎn)，使得生物質(zhì)原料在催化熱解過(guò)程中易發(fā)生裂解和聚合等反應(yīng)，生成焦炭，快速沉積在新鮮催化劑上[18]。催化劑表面積炭，不僅會(huì)減少熱解產(chǎn)物中的炭收率，還會(huì)造成催化劑孔道堵塞，引起催化劑失活。生物質(zhì)在催化熱解反應(yīng)中由于快速積炭而引起的催化劑活性的降低是其應(yīng)用過(guò)程中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。生物質(zhì)在催化轉(zhuǎn)化過(guò)程中會(huì)不可避免地生成積炭類物質(zhì)，沉積在催化劑的孔道內(nèi)或孔口處，造成催化劑孔口直徑減小甚至封閉，增大反應(yīng)物及產(chǎn)物的擴(kuò)散阻力，生成的焦炭類物質(zhì)也會(huì)沉積在催化劑表面的酸性位點(diǎn)上，使得有效的反應(yīng)活性位點(diǎn)減少[19-20]，引起催化劑失活。

生物質(zhì)熱解失活的催化劑上的積炭主要為微孔內(nèi)積炭、中孔結(jié)構(gòu)積炭、前體和催化劑表面的外部積炭。積炭主要通過(guò)兩條途徑形成：一是反應(yīng)物聚合后沉積在催化劑外表面形成熱積炭；第二種是由反應(yīng)物或產(chǎn)物在酸性位點(diǎn)上發(fā)生低聚、環(huán)化、芳構(gòu)化以及冷凝等過(guò)程而形成的催化積炭。積炭的沉積主要通過(guò)大分子熱解產(chǎn)物的解聚及其在催化劑孔內(nèi)的沉積作用形成。這些產(chǎn)物擴(kuò)散到催化劑孔道中，發(fā)生加氫、脫氫、聚合和齊聚等一系列反應(yīng)，堵塞了催化劑孔道。催化劑微孔孔道中的積炭對(duì)催化活性的影響比其他兩種類型的積炭更大，但所有種類的積炭都會(huì)對(duì)催化劑的酸性及物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使催化劑失活。在催化劑工業(yè)化應(yīng)用的開發(fā)過(guò)程中，積炭是一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。在工業(yè)應(yīng)用催化劑中，催化劑既需要具有穩(wěn)定的催化提質(zhì)性能，也需要具有低失活速率和長(zhǎng)使用壽命。

催化劑上焦炭的沉積是一個(gè)可逆過(guò)程，可以通過(guò)氧化燒除，恢復(fù)催化劑活性，催化劑燒炭再生的一般策略是使用稀釋的空氣或蒸氣氣流來(lái)控制氧化速率，但是催化劑的燒炭再生過(guò)程不僅操作繁瑣，也會(huì)存在燒炭再生過(guò)程中由于溫度過(guò)高、局部熱點(diǎn)和產(chǎn)生蒸氣氛圍等使得催化劑結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆破壞，催化劑活性不能恢復(fù)至初始活性[21-22]。

Yung M M等[23]研究了ZSM-5催化劑的再生反應(yīng)溫度對(duì)催化劑燒炭再生過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)較低的再生溫度不僅使再生反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，也會(huì)使部分高聚合積炭物種不能完全去除，催化劑不能恢復(fù)至初始活性水平；但是，若催化劑再生操作溫度過(guò)高，會(huì)使催化劑結(jié)構(gòu)及酸性質(zhì)發(fā)生不可逆損壞，催化劑不能恢復(fù)至初始活性水平。Williams P T等[24]采用馬弗爐及空氣環(huán)境進(jìn)行再生操作，550 ℃焙燒失活的催化劑8 h。由于馬弗爐中氣體流通性差，失活催化劑燒炭過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸汽在催化劑表面局部濃度過(guò)高，會(huì)造成催化劑骨架脫鋁及酸性減弱。采用HZSM-5催化劑經(jīng)歷5次再生循環(huán)時(shí)，其轉(zhuǎn)化生物質(zhì)熱解油制備芳烴的活性顯著下降。因此，在生物質(zhì)催化熱解反應(yīng)中，減少反應(yīng)過(guò)程中催化劑上的積炭，對(duì)提高其穩(wěn)定性和延長(zhǎng)使用壽命具有重要意義。

2.2 催化劑中毒失活

生物質(zhì)熱解催化劑在反應(yīng)過(guò)程中由于生物質(zhì)原料中的金屬物質(zhì)，如K、Na、Ca和Mg，以及通常在生物質(zhì)原料中發(fā)現(xiàn)的其他金屬，可能沉積于催化劑的孔道及表面，造成孔結(jié)構(gòu)堵塞及活性位點(diǎn)減少，引起催化劑失活[25-29]。Mullen C A等[25]采用HZSM-5催化劑對(duì)柳枝稷進(jìn)行催化熱解反應(yīng)研究，監(jiān)測(cè)了反應(yīng)物中的無(wú)機(jī)金屬等在催化熱解過(guò)程中的沉積。研究發(fā)現(xiàn)，催化劑熱解活性降低，除了與積炭的沉積過(guò)程有關(guān)外，反應(yīng)物原料中的Fe、Cu等過(guò)渡金屬以及K、Ca和Mg等IA和 ⅡA的金屬元素會(huì)沉積在催化劑表面及孔道結(jié)構(gòu)內(nèi)，造成催化劑中毒，使得催化劑將含氧化合物轉(zhuǎn)化為芳香烴的能力低于新鮮HZSM-5催化劑，且隨著時(shí)間推移，產(chǎn)物選擇性從烴類轉(zhuǎn)向烷基化酚。

Paasikallio V等[30]采用HZSM-5進(jìn)行松木的催化熱解研究，發(fā)現(xiàn)催化劑上沉積金屬的量隨著反應(yīng)的進(jìn)行線性增加，而酸性逐漸減小，熱解產(chǎn)物中氧含量增加，結(jié)焦量降低。Yildiz G等[31]利用ZSM-5催化劑對(duì)松木進(jìn)行連續(xù)的原位熱解反應(yīng)-再生循環(huán)，發(fā)現(xiàn)催化劑活性在前2～3個(gè)循環(huán)中增加，在第7～8個(gè)循環(huán)后開始下降。與新鮮催化劑相比，氧化物增加，催化劑比表面積隨著反應(yīng)進(jìn)行逐漸下降，經(jīng)過(guò)7～8個(gè)再生循環(huán)后比表面積劇烈減少。Shwan S等[32]報(bào)道了10×10-6～50×10-6的K由于可以在催化劑孔道內(nèi)形成離子團(tuán)簇，K+與催化劑表面的活性B酸位發(fā)生交換作用，使得H-BEA和Fe/H-BEA催化劑發(fā)生中毒失活。

Banu M等[33]研究表明，催化劑的中毒失活會(huì)影響催化劑表面的酸性分布，使催化劑擇形催化能力減小。另外，F(xiàn)e的改性會(huì)產(chǎn)生新的強(qiáng)酸性位點(diǎn)，對(duì)焦炭的形成具有較高的敏感性。因此，開發(fā)減緩反應(yīng)過(guò)程中金屬沉積的新策略對(duì)提高催化劑穩(wěn)定性和限制結(jié)焦具有重要意義。相比于原位催化熱解，在非原位催化熱解過(guò)程中，由于催化劑不與生物質(zhì)原料直接接觸，對(duì)于生物質(zhì)熱解氣進(jìn)行提質(zhì)，可以有效避免催化劑中毒失活。Kalogiannis K G等[34]研究了原位和非原位催化熱解過(guò)程中生物質(zhì)原料的金屬元素對(duì)ZSM-5催化劑反應(yīng)性能的影響，發(fā)現(xiàn)采用非原位催化熱解方法時(shí)，可以有效避免生物質(zhì)原料中金屬元素對(duì)催化劑的毒化。

2.3 催化劑水熱失活

在催化反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)反應(yīng)選用高溫，且反應(yīng)過(guò)程中存在水蒸汽時(shí)，催化劑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)會(huì)受到破壞，引起水熱失活[35]。水熱失活對(duì)催化劑的使用壽命起關(guān)鍵作用。水蒸汽來(lái)源于生物質(zhì)原料中的水分、生物質(zhì)組分熱分解、熱解蒸氣催化提質(zhì)過(guò)程中的脫水反應(yīng)及催化劑再生階段的積炭氧化反應(yīng)等。高溫?zé)峤夥磻?yīng)器(通常高于500 ℃)和再生反應(yīng)器(高于650 ℃)中的高溫，結(jié)合反應(yīng)過(guò)程中存在的水蒸汽，可以使催化劑骨架中的部分鋁被脫除，酸性降低，催化劑發(fā)生水熱失活[28-29]。Stefanidis S D等[28]報(bào)道了ZSM-5催化劑經(jīng)過(guò)蒸氣處理前后，其XRD圖的改變證明了其結(jié)構(gòu)的破壞，且水熱失活后催化劑的脫氧能力顯著下降，伴隨著催化劑脫氧能力降低，熱解產(chǎn)物中的水、CO和固體類產(chǎn)物減少，高氧含量有機(jī)組分增加。催化劑水熱失活不可逆，且不能恢復(fù)到原來(lái)的活性，需要用新鮮活性催化劑代替。這可能會(huì)大大增加操作成本，不利于該過(guò)程的經(jīng)濟(jì)可行性。

2.4 負(fù)載型催化劑燒結(jié)失活

利用金屬負(fù)載的沸石催化熱解生物質(zhì)是一種提高某些目標(biāo)化合物形成的常用方法。對(duì)于負(fù)載型催化劑，其應(yīng)用過(guò)程中活性組分的燒結(jié)是造成其活性衰退的原因之一[36]。在生物質(zhì)催化熱解及催化劑再生過(guò)程中，高溫反應(yīng)條件下，可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)載金屬晶粒尺寸增大，催化劑發(fā)生燒結(jié)，負(fù)載活性金屬的有效表面積減小。Arregi A等[37]將Ni/Al2O3催化劑應(yīng)用于生物質(zhì)熱解氣的提質(zhì)過(guò)程中，通過(guò)SEM和XRD等手段，對(duì)失活催化劑和再生催化劑進(jìn)行分析，確定鎳的燒結(jié)是導(dǎo)致不可逆失活的原因，且該不可逆失活主要發(fā)生在再生階段。隨著多次重整-再生循環(huán)，Ni晶粒尺寸增大，催化劑反應(yīng)活性下降，且反應(yīng)過(guò)程中無(wú)定型積炭的形成增大。Xie Q等[38]研究了不同的鎳基催化劑應(yīng)用于生物質(zhì)催化熱解氣化兩段工藝生產(chǎn)合成氣(H2+CO)中，考察熱解溫度和氣化溫度對(duì)催化劑及產(chǎn)氣的影響。研究表明，通過(guò)XRD分析，反應(yīng)過(guò)程中Mg0.4Ni0.6O的形成和Ni0晶粒的燒結(jié)長(zhǎng)大是鎳基催化劑在較高溫度下失活的兩個(gè)主要原因。

2.5 失活過(guò)程的影響因素與抑制措施

在生物質(zhì)催化熱解過(guò)程中，催化劑的反應(yīng)活性及穩(wěn)定性受到熱解反應(yīng)溫度、反應(yīng)氣氛、催化劑結(jié)構(gòu)及酸性、反應(yīng)原料組成等因素的影響。當(dāng)熱解反應(yīng)溫度過(guò)低，會(huì)使熱解反應(yīng)進(jìn)行不完全，液體收率低；而高溫會(huì)加劇裂解和聚合反應(yīng)發(fā)生，增加焦炭生成。在生物質(zhì)進(jìn)行催化熱解時(shí)，通入氫氣和蒸氣有利于生物質(zhì)原料的催化轉(zhuǎn)化，減少催化劑積炭失活。Stanton A R等[39]發(fā)現(xiàn)，H2加入后， Pt、Ni、Cu和Co改性的ZSM-5催化劑可以有效活化氫分子，促進(jìn)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)過(guò)程，在保證催化劑烴類化合物產(chǎn)率的同時(shí)，可以減少熱解過(guò)程中的積炭，延長(zhǎng)催化劑壽命。Mukarakate C等[40]在生物質(zhì)催化中引入蒸氣，發(fā)現(xiàn)蒸氣可以減少沸石催化劑中惰性積炭的形成，降低積炭生成量，延緩失活。因此，在生物質(zhì)催化熱解反應(yīng)過(guò)程中需要根據(jù)熱解反應(yīng)原料及催化劑等優(yōu)選適宜的反應(yīng)條件。

生物質(zhì)熱解過(guò)程中催化劑的孔結(jié)構(gòu)影響傳熱與傳質(zhì)的過(guò)程，進(jìn)而影響催化劑的抗積炭性能。HZSM-5催化劑具有優(yōu)異的脫氧及芳構(gòu)化能力，近年來(lái)在催化熱解領(lǐng)域得到廣泛研究。但HZSM-5的微孔結(jié)構(gòu)(0.54～0.56) nm只允許小分子通過(guò)，阻礙大分子通過(guò)，增加傳質(zhì)阻力，不利于大分子進(jìn)一步反應(yīng)。由于HZSM-5的高酸性和微孔引起的尺寸排斥效應(yīng)，其應(yīng)用于生物質(zhì)熱解反應(yīng)過(guò)程時(shí)會(huì)提高不凝性氣體、水和焦炭的產(chǎn)率，降低液體油收率，催化劑穩(wěn)定性差[41-42]。為了減少微孔分子篩在生物質(zhì)催化熱解過(guò)程中的失活，提高液體油產(chǎn)率，研究者制備了具有等級(jí)孔結(jié)構(gòu)的催化劑，在保留催化劑微孔結(jié)構(gòu)的同時(shí)，引入介孔[22，43]。介孔結(jié)構(gòu)有助于促進(jìn)生物質(zhì)熱解中大分子的反應(yīng)，降低分子在孔隙中的擴(kuò)散、吸附與分離過(guò)程的阻力，增強(qiáng)內(nèi)部傳質(zhì)，同時(shí)利用保留的微孔結(jié)構(gòu)使催化劑保持優(yōu)異的擇形催化性能[43]。催化劑表面的酸強(qiáng)度和酸性位的總量對(duì)催化劑的積炭反應(yīng)有重要影響，催化劑表面高密度的強(qiáng)酸性位點(diǎn)會(huì)增加積炭的生成速率。Persson H等[44]研究表明，焦炭的形成隨著催化劑酸性的增強(qiáng)而增加。這可能是由于高強(qiáng)的B酸性位點(diǎn)可以促進(jìn)生物質(zhì)熱解反應(yīng)過(guò)程中的裂解反應(yīng)，提高積炭生成速率[45-46]。因此，可以通過(guò)對(duì)催化劑采用合適的方法進(jìn)行改性，提高其在生物質(zhì)熱解反應(yīng)過(guò)程中的活性及穩(wěn)定性。

生物質(zhì)熱解反應(yīng)原料的有效氫碳比(H/Ceff)對(duì)于原料可否經(jīng)濟(jì)性的轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的液體燃料具有重要影響，如式(1)所示[47]。

(1)

研究表明，當(dāng)H/Ceff小于1時(shí)，反應(yīng)原料很難轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)熱解油，且易產(chǎn)生焦炭，引起失活。生物質(zhì)催化熱解產(chǎn)物中的芳烴、烯烴等高品質(zhì)的油品產(chǎn)率隨著H/Ceff的提高而提高，且高H/Ceff有助于減少熱解反應(yīng)過(guò)程中的積炭，提高催化劑穩(wěn)定性[6]。由于生物質(zhì)的缺氫特性，其H/Ceff只有0～0.3[4，48]，且在其催化熱解反應(yīng)過(guò)程中，脫水及脫氫過(guò)程均會(huì)帶走更多的氫，因此，在理論上，生物質(zhì)直接熱解產(chǎn)物中的烴產(chǎn)率很低，且易生成焦炭。焦炭的形成，除了減少熱解油中的炭收率外，還會(huì)引起催化劑快速失活。生物質(zhì)催化熱解反應(yīng)過(guò)程中，可以通過(guò)添加富氫基質(zhì)(如甲醇、廢塑料、廢棄油脂等)的共熱解方法，來(lái)提高熱解油的品質(zhì)，減少催化劑積炭。

文獻(xiàn)[48-51]報(bào)道了HZSM-5存在情況下，生物質(zhì)熱解過(guò)程中添加聚烯烴或醇類等可以提高芳烴產(chǎn)量，減少焦炭生成。Mukarakate C等[52]發(fā)現(xiàn)，采用ZSM-5催化劑應(yīng)用于生物質(zhì)直接催化熱解反應(yīng)過(guò)程時(shí)，當(dāng)生物質(zhì)與催化劑質(zhì)量比為3～4時(shí)，催化劑嚴(yán)重失活。但是，當(dāng)反應(yīng)體系中加入高密度聚乙烯(HDPE)時(shí)，可以減少HZSM-5孔道結(jié)構(gòu)中的焦炭前體，使得催化劑活性得以保持，催化劑壽命相對(duì)較長(zhǎng)。Mullen C A等[53]研究了HDPE的加入對(duì)柳枝稷在HZSM-5作用下的非原位催化熱解過(guò)程中催化劑失活和結(jié)焦的影響。在新鮮催化劑上，柳枝稷和聚乙烯的混合使用增加了芳香烴產(chǎn)量，這是由于HDPE催化裂解生成的烯烴可以與柳枝稷生成的呋喃化合物發(fā)生反應(yīng)，生成芳香烴，減少焦炭生成。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

生物質(zhì)催化快速熱解，同時(shí)提供可再生燃料油和化學(xué)源，降低生物質(zhì)廢棄物處理的成本和環(huán)境影響，在增加能源多樣性和安全性方面具有重要潛力，因此越來(lái)越受到關(guān)注。但是，生物質(zhì)熱解過(guò)程中的催化劑活性與穩(wěn)定性依然是當(dāng)前面臨的一個(gè)較大挑戰(zhàn)。在對(duì)生物質(zhì)熱解催化劑失活研究中，需要進(jìn)一步關(guān)注和研究的方面：生物質(zhì)熱解催化劑的結(jié)構(gòu)、酸性及改性方法等對(duì)熱解過(guò)程中反應(yīng)物擴(kuò)散、化學(xué)鍵斷裂及特定目標(biāo)產(chǎn)物選擇性的影響，對(duì)于催化劑上動(dòng)態(tài)積炭失活的實(shí)時(shí)監(jiān)控、催化劑上積炭量與催化劑失活速率之間的關(guān)系及催化劑積炭量與催化熱解產(chǎn)物分布變化之間的關(guān)系也都需要進(jìn)一步研究。